Question

【題目】前四周期元素A、B、C、D、E的原子序數(shù)依次增大，基態(tài)A原子核外電子占據(jù)3個(gè)軌道，基態(tài)B原子核外電子占據(jù)3個(gè)能級(jí)且每個(gè)能級(jí)上電子數(shù)相等，C的雙原子單質(zhì)分子中σ鍵和π鍵數(shù)目之比為1:2，D的最高正化合價(jià)和最低負(fù)化合價(jià)之和等于4；基態(tài)E原子核外有6個(gè)未成對(duì)電子。

（1）基態(tài)E原子的核外電子排布式為______；基態(tài)D原子核外電子占據(jù)的能量最高的能級(jí)符號(hào)為_____________。

（2）A元素的各級(jí)電離能如下：

能級(jí)(I)	I1	I2	I3	I4	I5
電離能/kJ·mol-1	800.6	2427	3660	25026	32827

分析上表數(shù)據(jù)知，相鄰兩個(gè)電子的電離能中，I3和I4之間差異最大，其主要原因是__________。

（3）A、B、C元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性依次增強(qiáng)，其原因是________。

（4）氯元素與A、B、C元素組成的共價(jià)分子ACl3、BCl4、CCl3中，中心原子采用sp3雜化、立體構(gòu)型為三角錐形的是_______(填分子式)。

（5）(DC)4為熱色性固體，且有色溫效應(yīng)。低于-30℃時(shí)為淡黃色，室溫下為橙黃色，高于100℃時(shí)為深紅色。在淡黃色→橙黃色→深紅色的轉(zhuǎn)化中，破壞的作用力是____；在常壓下，(DC)4高于130℃分解為相應(yīng)的單質(zhì)，這一變化中破壞的作用力是_______。在B、C、D的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物中，屬于非極性分子的是______(填分子式，下同)，常與Cu2+、Zn2+、Ag+等形成配離子的是_______________。

（6）A、C形成立方晶體，晶體結(jié)構(gòu)類似金剛石，如圖所示。已知：該晶體密度為ρg·㎝-3，NA代表阿伏伽德羅常數(shù)的值。

①該晶體的化學(xué)式為__________。

②在該晶體中，A與C形成共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)(d)為_____pm。

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1 3p 硼原子的I3、I4對(duì)應(yīng)的2個(gè)電子分別處于不同的能層或硼原子失去第3個(gè)電子后，達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，不易再失去電子(或其他合理說(shuō)法） B、C、N的非金屬性依次增強(qiáng)或H3BO3、H2CO3、HNO3的非羥基氧原子個(gè)數(shù)依次為0、1、2 NC13 分子間作用力或范德華力 化學(xué)鍵或共價(jià)鍵或極性鍵 CH4( NH3 BN ×1010

【解析】試題分析：因?yàn)锳、B、C、D、E為原子序數(shù)依次增大的前四周期元素，基態(tài)A原子核外電子占鋸3個(gè)軌道，基態(tài)B原子核外電子占據(jù)3個(gè)能級(jí)且每個(gè)能級(jí)上電子數(shù)相等，則基態(tài)B原子核外電子排布式為：1s22s22p2，故B為C元素；基態(tài)A原子核外電子排布式為：1s22s22p1，故A為B元素；C的雙原子單質(zhì)分子中σ鍵和π鍵數(shù)目之比為1:2，則C為N元素；基態(tài)E原子核外有6個(gè)未成對(duì)電子，則E處于第四周期，外圍電子排布為：3d54s1，為Cr元素；D的最高正化合價(jià)和最低負(fù)化合價(jià)之和等于4，為S元素。綜上分析，A為B元素、B為C元素、C為N元素、D為S元素、E為Cr元素。

（1）E為Cr元素，基態(tài)E原子的核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1；D為S元素，基態(tài)D原子核外電子占據(jù)的能量最高的能級(jí)符號(hào)為3p。

（2）基態(tài)B原子核外電子排布式為：1s22s22p1，所以硼原子失去第3個(gè)電子后，達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，不易再失去電子（或者說(shuō)，硼原子的I3、I4對(duì)應(yīng)的2個(gè)電子分別處于不同的能層），因此硼原子相鄰兩個(gè)電子的電離能中，I3和I4之間差異最大；。故答案為：硼原子失去第3個(gè)電子后，達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，不易再失去電子（或硼原子的I3、I4對(duì)應(yīng)的2個(gè)電子分別處于不同的能層）。

（3）B、C、N的非金屬性依次增強(qiáng)，所以B、C、N元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性依次增強(qiáng)；或者說(shuō)，含氧酸可表示為：(HO)mROn，酸的強(qiáng)度與酸中的非羥基氧原子數(shù)n有關(guān)，n越大，酸性越強(qiáng)。故答案為：B、C、N的非金屬性依次增強(qiáng)（或H3BO3、H2CO3、HNO3的非羥基氧原子個(gè)數(shù)依次為0、1、2）。

（4）BCl3中硼原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+×（33×1）=3，且不含孤電子對(duì)，采用sp2雜化，分子構(gòu)型為平面三角形；CCl4分子中碳原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=4+×（44×1）=4，且不含孤電子對(duì)，采用sp3雜化，分子構(gòu)型為正四面體型；NCl3分子中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+（53×1）=4，采用sp3雜化，該分子中含有一個(gè)孤電子對(duì)，所以其空間構(gòu)型是三角錐型。故答案為：NCl3。

（5）由已知(SN)4高于130℃時(shí)分解，破壞的是化學(xué)鍵（或共價(jià)鍵或極性鍵）；在低于該溫度時(shí)發(fā)生的顏色變化中，破壞的作用力是分子間作用力（或范德華力）。C、N、S的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物中，CH4呈正四面體結(jié)構(gòu)，四條鍵的極性剛好抵消，所以是非極性分子；NH3分子為三角錐形，氮原子為頂點(diǎn)，整個(gè)分子正負(fù)電荷中心不對(duì)稱，所以是極性分子；硫最外層有6個(gè)電子，它和兩個(gè)氫原子形成兩對(duì)共用電子對(duì)后還有2對(duì)孤對(duì)電子，一共有4對(duì)電子在硫周圍，這四對(duì)電子呈四面體型結(jié)構(gòu)，其中兩個(gè)方向被氫占據(jù)，還有2個(gè)方向被孤電子對(duì)占據(jù)，所以分子呈V型，正負(fù)電荷中心不能重合，為極性分子。NH3中H的電子云嚴(yán)重偏向N，使得N的孤對(duì)電子十分突出，配位能力很強(qiáng)，常與Cu2+、Zn2+、Ag+等形成配離子。綜上分析，答案為：分子間作用力或范德華力；化學(xué)鍵或共價(jià)鍵或極性鍵；CH4；NH3。

（6）如圖，B（白色）占據(jù)立方體的8個(gè)頂點(diǎn)和6個(gè)面心，所以有8/8+6/2=4個(gè)；N(黑色)占據(jù)八分之一個(gè)晶胞的中心，共4個(gè)，故該晶體的化學(xué)式為：BN；設(shè)晶胞邊長(zhǎng)為a、鍵長(zhǎng)為d，則d=a，根據(jù)已知條件可得：a=pm = pm，所以d=×pm。